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茉莉酸甲酯诱导的小麦白粉病抗性和9个抗病相关基因表达间的关系
摘要
本研究旨在探讨茉莉酸甲酯对小麦白粉病抗性和9个抗病相关基因表达的影响。结果表明，茉莉酸甲酯处理后，小麦植株对白粉病的抗性显著提高。此外，茉莉酸甲酯还影响了多个抗病相关基因的表达，包括PR1、PR5、NPR1、PDF1.2、WRKY22、WRKY33、WRKY53、PAL和PAD4。这些研究结果表明，茉莉酸甲酯可能通过调节这些基因的表达来增强小麦对白粉病的抗性。
关键词：茉莉酸甲酯；小麦；白粉病；抗性；基因表达
介绍
小麦白粉病是一种广泛存在于世界各地的病害，致使小麦严重减产。白粉病由真菌所致，被认为是制约小麦产量的一个主要因素。因此，研究白粉病的防治对小麦生产具有重要的意义。
茉莉酸甲酯是一种拟南芥中的信号分子，在植物中起着重要的生物调节作用。茉莉酸甲酯对植物免疫系统的调节作用已被广泛研究，这种物质可以通过激活植物的免疫反应来增强植物对病原体的抵抗力。虽然茉莉酸甲酯在多种植物的抗病机制中均有作用，但是关于茉莉酸甲酯对小麦白粉病抗性提高的研究还相对较少。
本研究旨在探讨茉莉酸甲酯诱导小麦白粉病抗性以及对9个抗病相关基因表达的影响。
材料与方法
实验材料：
本实验采用小麦品种××，白粉病菌StrainXX，茉莉酸甲酯（MeJA）。
实验设计：
本实验采用完全随机设计，分为对照组和MeJA处理组。每组设立3个生物重复。
处理方法：
使用浓度为100μm的MeJA溶液拍打植株，处理后采用喷雾法接种白粉病菌。
测定指标：
1.测定植株叶面积、株高和茎直径；
2.计算白粉病病斑面积；
3.采用RT-qPCR技术测定PR1、PR5、NPR1、PDF1.2、WRKY22、WRKY33、WRKY53、PAL和PAD4基因表达。
数据处理：
使用SPSS19.0软件进行数据的统计分析。采用对数值进行正态化处理后，进行方差分析，采用Duncan多重比较法评价差异性。
结果
茉莉酸甲酯对小麦白粉病抗性的影响
在MeJA处理组中，小麦叶片表面对白粉病的感染面积明显降低，较对照组的抗性显著提高（P＜0.05）（图1）。
图1：茉莉酸甲酯对小麦白粉病抗性的影响
茉莉酸甲酯对小麦生长的影响
与对照组相比，MeJA处理后，小麦叶片面积、株高以及茎直径都有所降低（P＜0.05）（图2）。
图2：茉莉酸甲酯对小麦生长特征的影响
茉莉酸甲酯对9个抗病相关基因表达的影响
在MeJA处理组中，与对照组相比，PR1、PR5、WRKY22、WRKY33、WRKY53、PAL和PAD4等基因的表达水平均有所上调，而NPR1和PDF1.2等基因的表达水平则有所下调（图3）。
图3：茉莉酸甲酯对抗病相关基因表达的影响
讨论
本研究结果表明，茉莉酸甲酯可以显著增强小麦对白粉病的抗性，这与前人的研究结果相一致。茉莉酸甲酯可以激活植物的免疫反应，促进抗病基因的表达，从而提高植物的抗病性。
茉莉酸甲酯对小麦生长也有一定的影响。尽管MeJA处理后小麦叶面积、株高和茎直径均降低，但是这种影响的程度不太明显。因此，在使用茉莉酸甲酯增强植物的抗病性时需要注意控制茉莉酸甲酯浓度，以避免对植物生长产生负面影响。
此外，本研究结果还表明，茉莉酸甲酯可以增强小麦抗病基因的表达，包括PR1、PR5、WRKY22、WRKY33、WRKY53、PAL和PAD4等基因。这些基因在植物的抗病反应中起着重要作用。例如，WRKY家族基因可以激活免疫相关基因的表达，从而增强植物的抗病性。
总述
本研究结果表明，茉莉酸甲酯可以增强小麦对白粉病的抗性。茉莉酸甲酯可以调节多个抗病基因的表达，包括PR1、PR5、NPR1、PDF1.2、WRKY22、WRKY33、WRKY53、PAL和PAD4等基因。因此，茉莉酸甲酯可能通过增强小麦抗病基因的表达来提高小麦对白粉病的抗性。这些结果提供了利用茉莉酸甲酯控制小麦病害的新途径。